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赵丽君教授团队在《Advanced Materials》期刊发表研究论文

来源: 时间:2026-06-01 08:47:37 作者: 点击:

吉林大学材料科学与工程学院赵丽君教授团队在超级电容器一体化厚膜电极研究领域取得重要突破,成功研制出全赝电容型膜基超级电容器。相关研究成果“Magnetically Induced Ordered Structure-Assisted Defect Engineering Strategy for High-Performance All-Pseudocapacitive Film Supercapacitors”为题,于202656日发表于材料科学领域的顶级期刊《Advanced Materials》。

超级电容器凭借高功率密度、长循环寿命与优异的充放电速率,在储能体系中具备广阔应用前景。膜基超级电容器兼具柔性与轻量化特点,是柔性储能领域的研究热点。但传统膜基超级电容器电极主要依靠双电层电容(EDLC)机制工作,材料比容量偏低,器件面能量密度普遍低于0.2 mWh cm-2,难以兼顾高能量密度与高功率密度的双重需求。提升膜超级电容器能量密度,核心在于突破EDLC材料的容量瓶颈。赝电容材料(如过渡金属化合物)可通过表面快速可逆氧化还原反应实现电荷存储,其比电容可达双电层材料的510。因此,研发高容量赝电容膜电极,是提升器件能量密度的有效途径。

全赝电容膜超级电容器的设计原理与技术优势

工作将碳基材料与过渡金属化合物复合碳基材料可通过 π-π 堆叠自组装形成连续柔性薄膜,具备优异的成膜能力;过渡金属化合物则为刚性晶体,存在柔韧性不足、易团聚、无法自组装成膜等短板。二者复合后,既充分发挥过渡金属化合物高比电容的特性,又借助碳基材料优化成膜效果,使电极兼具优异的电化学性能与机械稳定性。此外,通过结构调控引入晶格畸变与空位缺陷,进一步提升了赝电容膜电极的综合性能。论文中开发的非对称全赝电容膜超级电容器为突破膜超级电容器的能量密度瓶颈提供了新的思路和关键实验支撑

吉林大学博士生潘新博为论文第一作者,吉林大学赵丽君教授为论文通讯作者。该工作得到了吉林省科技发展计划项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.73302


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